光伏電站電力監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計與選型方案
陸曉君
上海
安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定 201801
1 概述
當今世界，煤炭、石油等化石能源頻頻告急，環(huán)境污染問題日益嚴峻。而太陽能作為最具潛力的可再生能源，因其儲量的無限性、存在的普遍性、利用的清潔性以及實用的經(jīng)濟性，越來越被人們所青睞。大力發(fā)展光伏產(chǎn)業(yè)、積極開發(fā)太陽能，在全球范圍得到了空前重視，已成為各國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分。光伏產(chǎn)業(yè)也稱太陽能電池產(chǎn)業(yè)，即利用太陽能級半導體電子器件吸收太陽光輻射能，并使之轉(zhuǎn)換為電能的產(chǎn)業(yè)。
光伏電站主要由光電池陣列、匯流箱、低壓直流柜、逆變柜、交流低壓柜、升壓
變壓器等組成，最后產(chǎn)生的高壓交流直接并入電網(wǎng)。針對每個環(huán)節(jié)電力參數(shù)檢測的需要，安科瑞公司推出了AGF系列光伏匯流采集裝置、PZ系列直流檢測儀表及ACR系列電力質(zhì)量分析儀，分別應(yīng)用于匯流箱、直流柜及交流柜中，并通過Acrel-3000 V8.0光伏電力監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)后臺集中監(jiān)控。
Acrel-3000 V8.0光伏發(fā)電監(jiān)測系統(tǒng)是上海安科瑞電氣股份有限公司針對太陽能發(fā)電系統(tǒng)開發(fā)的軟件平臺，可對太陽能光伏電站里的電池陣列、匯流箱、逆變器、交直流配電柜、太陽跟蹤控制系統(tǒng)等設(shè)備進行實時監(jiān)測和控制，通過各種樣式的圖表及數(shù)據(jù)快速掌握電站的運行情況，其友好的用戶界面、強大的分析功能、完善的故障報警確保了太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的完全可靠和穩(wěn)定運行。
2 光伏電站電力監(jiān)控表計
AGF系列光伏匯流采集裝置是專門應(yīng)用于智能光伏匯流箱，用于監(jiān)測光電池陣列中電池板運行狀態(tài)，光電池電流測量，匯流箱中
防雷器狀態(tài)采集、直流斷路器狀態(tài)采集、繼電器接點輸出，帶有風速、溫度、輻照儀等傳感器接口，裝置帶有RS485接口可以把測量和采集到的數(shù)據(jù)和設(shè)備狀態(tài)上傳。
PZ系列直流檢測儀表是針對直流屏、太陽能供電、電信基站等應(yīng)用場合而設(shè)計的，該系列儀表可測量直流系統(tǒng)中的電壓、電流、功率、正向與反向電能。既可用于本地顯示，又能與工控設(shè)備、計算機連接，組成測控系統(tǒng)。
儀表可具有RS-485 通訊接口，采用Modbus-RTU 協(xié)議；可帶模擬量輸出、繼電器報警輸出、開關(guān)量輸入/輸出。根據(jù)不同要求，通過儀表面板按鍵，對變比、報警、通訊、開關(guān)量輸出進行設(shè)置與控制。
3 光伏電站電力監(jiān)控系統(tǒng)表計的選型方案
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應(yīng)用場合 |
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型號 |
主要功能 |
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匯流采集 |
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AGF |
4-16路DC0-20A輸入，3路開關(guān)量輸入，4種類型模擬量信號輸入，2路繼電器輸出，防雷光電隔離，RS485/Modbus-Rtu協(xié)議，精度0.5級 |
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直流屏 |
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PZ72-DE |
直流電壓、電流、功率、電能（正向與反向）測量；RS485/Modbus協(xié)議、LED顯示 |
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PZ72L-DE |
直流電壓、電流、功率、電能（正向與反向）測量；RS485/Modbus協(xié)議、LCD顯示 |
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PZ300-DE |
直流電壓、電流、功率、電能（正向與反向）測量；RS485/Modbus協(xié)議、LCD顯示、導軌式安裝 |
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配電柜 |
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ACR330ELH |
三相I、U、kW、kvar、kVA、kWh、Kvarh、Hz、cosΦ；四象限電能計量；THDu,THDi、HRUn/HRIn(2-31次各次諧波分量)；CF（電壓波峰系數(shù)）、THFF（電話波形因子）、KF（電流K系數(shù)）、εu(電壓不平衡度）、εi(電流不平衡度）計算；電網(wǎng)電壓電流正、負、零序分量（含負序電流）測量；RS485/Modbus、大屏幕點陣式LCD圖形顯示、全中文菜單 |
4 光伏電站電力監(jiān)控系統(tǒng)
4.1 光伏發(fā)電監(jiān)測系統(tǒng)組網(wǎng)示意圖
4.2 軟件功能
u 實時監(jiān)測太陽能電池板的電壓、電流及其運行狀況
u 防雷器狀態(tài)、斷路器狀態(tài)采集與顯示
u 實時監(jiān)控逆變器工作狀態(tài)，監(jiān)測其故障信息
u 系統(tǒng)詳細運行參數(shù)顯示
u 故障記錄及報警
u 具有電量累計、系統(tǒng)分析、歷史記錄功能
u 簡單易用的參數(shù)設(shè)置功能
4.3 軟件界面
監(jiān)控系統(tǒng)提供功能選擇畫面，并對光伏陣列現(xiàn)場環(huán)境進行實時監(jiān)測與顯示，如室外溫度值、濕度百分比、光照度及陣列表面溫度值等；
系統(tǒng)運行主畫面
監(jiān)控系統(tǒng)可分區(qū)域?qū)崟r監(jiān)測各光伏陣列的充電電壓及電流、蓄電池電壓及溫度等信息，并對故障點進行異常顯示與報警提示；
匯流監(jiān)測系統(tǒng)畫面
監(jiān)控系統(tǒng)可繪制顯示逆變器電壓—時間曲線、功率—時間曲線等，直流側(cè)輸入電流實時曲線、交流側(cè)逆變輸出電流曲線，并采集與顯示日發(fā)電量等電參量；
逆變器監(jiān)測畫面
監(jiān)控系統(tǒng)可針對光伏發(fā)電現(xiàn)場的各種事件進行記錄，如：通訊采集異常、開關(guān)變位、操作記錄等，時間記錄支持按類型查詢，并可對越限報警進行更改設(shè)置；
事件記錄監(jiān)測畫面
監(jiān)控系統(tǒng)對光伏發(fā)電的發(fā)電量可形成月棒圖及年度棒圖顯示，并折算成二氧化碳、二氧化硫減排量值；并可查看太陽輻射強度趨勢曲線、風速變化趨勢曲線顯示
曲線、棒圖分析畫面
5 系統(tǒng)報價
單位：元（RMB）
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名稱 |
型號 |
單位 |
面價 |
備注 |
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監(jiān)控主機 |
IPC610H/PIV2.8G/1G/120G/166x DVD/KB+MS/D-Link530+外設(shè) |
臺 |
8500 |
均可用戶自備，以當時市場價格為準，該報價僅供參考 |
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顯示器 |
三星19寸液晶顯示器 |
臺 |
3000 |
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三星22寸液晶顯示器 |
臺 |
3800 |
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打印機 |
HP LaserJet 1020 A4 |
臺 |
2500 |
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EPSON-LQ1600KIIIH A3 |
臺 |
4000 |
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UPS電源 |
山特C1KS |
臺 |
5000 |
|
山特C2KS |
臺 |
6500 |
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通訊線纜 |
五類線 |
米 |
4.6 |
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屏蔽雙絞線RVVP 2×1.0 |
米 |
5.6 |
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光纖（多模） |
米 |
6.6 |
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通訊機柜 |
1200×600×600 |
面 |
3000 |
|
2200×600×600 |
面 |
5000 |
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光電轉(zhuǎn)換 |
HTB-1000 |
只 |
750 |
遠距離傳輸 |
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終端盒 |
只 |
60 |
|
尾纖 |
面 |
50 |
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耦合器 |
面 |
50 |
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熔接點 |
個 |
50 |
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通訊轉(zhuǎn)換 |
擴展卡ACRNET-PCI/4 |
塊 |
3000 |
擴展卡 |
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串口服務(wù)器ACRNET-PORT(2口) |
只 |
3000 |
串口服務(wù)器 |
|
串口服務(wù)器ACRNET-PORT(4口) |
只 |
5500 |
|
通訊前置機ACRNET-UC02(2口) |
只 |
4000 |
通訊前置機 |
|
通訊前置機ACRNET-UC04(4口) |
只 |
6000 |
|
通訊前置機ACRNET-UC08(8口) |
只 |
11500 |
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通訊管理機ACRHMI |
臺 |
30000 |
人機界面 |
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組網(wǎng)設(shè)備 |
網(wǎng)絡(luò)交換機EDS-208 |
臺 |
3000 |
局域組網(wǎng) |
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網(wǎng)絡(luò)交換機EDS-408 |
臺 |
8500 |
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監(jiān)控軟件 |
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系統(tǒng)組態(tài)軟件
圖形組態(tài)軟件
電能管理軟件
數(shù)據(jù)庫軟件 |
套 |
3萬 |
設(shè)備數(shù)量1～10 |
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4萬 |
設(shè)備數(shù)量11～20 |
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6萬 |
設(shè)備數(shù)量21～40 |
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8萬 |
設(shè)備數(shù)量41～80 |
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10萬元以上 |
設(shè)備數(shù)量80以上 |
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雙機版 |
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套 |
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單機價格×1.5 |
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數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā) |
每+1用戶 |
套 |
3000 |
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Web發(fā)布 |
每+1用戶（總用戶數(shù)≤5） |
套 |
5000 |
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電力監(jiān)控儀表 |
AGF |
臺 |
根據(jù)輸入路數(shù) |
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PZ72-DE |
臺 |
1400 |
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PZ72L-DE |
臺 |
1600 |
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PZ300-DE |
臺 |
1400 |
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ACR330ELH |
臺 |
4860 |
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注：光伏電力監(jiān)控儀表可按上述報價的70%優(yōu)惠供應(yīng)。
7 結(jié)束語
太陽能是優(yōu)秀的綠色能源，是21 世紀能源發(fā)展的方向，使用太陽能時不會帶來污染，不會排放出任何對環(huán)境不良影響的物質(zhì)，是一種清潔的能源，可以作為人類永久性的能源，取之不盡、用之不竭。利用Acrel-3000 V8.0光伏發(fā)電監(jiān)測系統(tǒng)可以確保太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的可靠和穩(wěn)定運行。該系統(tǒng)在寧遠10MW光伏電站、國投敦煌10MW太陽能并網(wǎng)示范電站、西藏桑日10MW光伏電站、大唐青銅峽10MW光伏并網(wǎng)電站（一期）工程等項目中得到運用。
作者簡介：
1、 陸曉君，研究方向為電力監(jiān)控配電系統(tǒng)技術(shù)
上海安科瑞電氣股份有限公司
聯(lián)系人：范曼曼
電話：021-59104832
傳真：021-69158302
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